package study.算法Algorithm.查找算法.斐波那契查找;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class FibonacciSearch {

    public static int maxSize = 20;

    public static void main(String[] args) {
        int arr[] = {1, 8, 10, 89, 89, 89, 1000, 1234};
        List i = m01(arr, 89);
        System.out.println("i = " + i);

    }

    //因为后面我们mid=low+F(k-1)-1,需要使用到斐波那契数列，因此需要先获取到一个斐波那契数列
    //非递归的方式，得到一个斐波那契数列
    public static int[] fib() {   //得到大小为20的斐波那契数列
         int[] f = new int[maxSize];
        f[0] = 1;
        f[1] = 1;
        for (int i = 2; i < maxSize; i++) {
            f[i] = f[i - 1] + f[i - 2];
        }
        return f;
    }

    /**
     * @param a   数组
     * @param key 我们需要查找的值
     * @return 返回对应的下标，如果没有就返回-1
     */
    //编写斐波那契查找算法
    //使用非递归的方式写算法
    public static List m01(int[] a, int key) {

        int low = 0;
        int high = a.length - 1;
        int k = 0;  //表示斐波那契分割数值的下标
        int mid = 0;  //存放mid值
        int f[] = fib();  //获取到Fibonacci数列
        //获取到斐波那契分割数值的下标
        while (high > f[k] - 1) {
            k++;
        }
        //f[k]的值可能大于原数组的大小，因此我们需要使用Arrays类，构造一个新的数组，并指向原数组
        //不足的部分，会被0填充
        int[] temp = Arrays.copyOf(a, f[k]);
        //使用原数组最后的数对构造的新数组 进行填充
        for (int i = high + 1; i < temp.length; i++) {
            temp[i] = a[high];
        }

        //使用while循环来查找key
        while (low <= high) {
            mid = low + f[k - 1] - 1;
            if (key < temp[mid]) {
                //向斐波那契切割点下标的左边查找
                high = mid - 1;
                //为什么是k--
                //说明
                //1、全部元素=前面的元素+后面的元素
                //2、f[k] = f[k-1] +f[k-2]
                //因为前面有f[k-1]个元素，所以可以继续拆分f[k-1] = f[k-2]+f[k-3]
                //即在f[k-1]的前面继续查找   所以需要k--
                k--;
            } else if (key > temp[mid]) {
                //向斐波那契切割点的下标的右边查找
                low = mid + 1;
                //说明
                //1、 全部元素=前面的元素+后面的元素
                //2、 前面的元素为  f[k-1]  后面的元素为f[k-2]  全部元素为f[k] f[k] = f[k-1] +f[k-2]
                k -= 2;
            } else {

                List<Integer> list = new ArrayList<>();
                //找到了    需要确定返回的是哪个值    因为high+1之后的数全都是为数组中最大的数
                if (mid < high) {
                    //向mid索引值的左边扫描，将所有满足查找值的下标加入到集合中
                    int tempIndex = mid - 1;
                    while (true) {
                        if (tempIndex < 0 || a[tempIndex] != key) {
                            break;
                        } else {
                            list.add(tempIndex);
                            tempIndex--;
                        }
                    }

                    list.add(mid);

                    //向mid索引值的右边扫描，将所有满足查找值的下标加入到集合中
                    tempIndex = mid + 1;
                    while (true) {
                        if (tempIndex >= high || a[tempIndex] != key) {
                            break;
                        } else {
                            list.add(tempIndex);
                            tempIndex++;
                        }
                    }
                    return list;
                } else if (mid == high) {
                    list.add(mid);
                    return list;
                } else {
                    list.add(high);
                    return list;
                }
            }
        }
        return null;
    }
}
